Nanopartikel schützen Wurzeln von Pflanzen

Prinzipskizze des Tests mit pestizidgefüllten Nanopartikeln (Illustration: ucsd.edu)

San Diego (pte003/25.09.2023/06:05) - Mit aus Pflanzenviren hergestellten Nanopartikeln von Forschern der University of California San Diego ( https://ucsd.edu/ ) um Nicole Steinmetz können Landwirte künftig Schädlinge besser bekämpfen, die die Wurzeln angreifen. Die Partikel der neuen Agrar-Waffe werden mit Pestiziden beladen und dringen tief in den Boden ein.

Überdosierung war gestern

Die Bekämpfung von wurzelschädigenden Nematoden ist seit Langem eine Herausforderung. Ein Grund dafür ist, dass die Pestizide, die gegen die winzigen Fadenwürmer eingesetzt werden, an den oberen Bodenschichten haften, sodass sie die Wurzelebene gar nicht erreichen, in der die Nematoden verheerende Schäden anrichten. Um dennoch Wirkung zu erzielen, bringen viele Landwirte unverhältnismäßig große Mengen an Pestiziden aus. Ein Großteil davon wird jedoch ausgewaschen und landet in Flüssen und Seen oder sogar im Grundwasser.

Steinmetz nutzt Nanotransporter, um den Wirkstoff an die Stelle im Körper transportieren zu lassen, an denen sie die beste Wirkung entfalten. Der Star dieses Ansatzes ist das röhrenförmige Tabakmosaikvirus, das circa 300 Nanometer lang und 18 Nanometer dick ist. Es kann sich problemlos durch den Boden bewegen. Durch Genmanipulation haben die Forscher die Infektionserreger in diesem Virus entfernt, sodass es Nutzpflanzen nichts mehr anhaben kann. Dann vermischten sie die Viren mit in Wassergelösten gelösten Pestizidlösungen und erhitzten sie. Dabei bildeten sich kugelförmige virusähnliche Nanopartikel, die mit Pestiziden gefüllt waren.

Schnelle Markteinführung

"Da wir das Pestizid unverändert lassen und nur in Nanopartikeln verkapseln, brauchen wir keine neue Zulassung. Das könnte die Markteinführung dieser Technologie beschleunigen", so Adam Caparco, Postdoktorand im Steinmetz-Labor. Zudem sei das Tabakmosaikvirus von der US-Zulassungsbehörde Environmental Protection Agency ( https://www.epa.gov ) bereits für den Einsatz als Herbizid zur Bekämpfung der invasiven Pflanze Solanum viarum zugelassen. Bei Tests im Labor sind die pestizidgefüllten Nanopartikel bis in eine Tiefe von zehn Zentimetern vorgedrungen. Details zum neuen Ansatz sind in "NanoLetters" nachzulesen.

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